削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成,如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车床车削时所用刀具基本相同,但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑,并应兼顾刀尖本身的强度。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖,因此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面,特别适合于车削各种光滑连接的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓圆弧的最小曲率半径,以免发生加卡。但该半径不宜选择太小,否则不但制造困难,还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。 2.3. 选择数控铣削用刀具
在数控加工中,铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀,该刀具有关参数的经验数据如下:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径R min,一般取RD=(0. 8-0. 9)Rmin。二是零件的加工高度H< (1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时,由于槽底两次走刀需要搭接,而刀具底刃起作用的半径R e=R--r ,,即直径为d=2Re=2(R-r),编程时取刀具半径为Re-0.95 (Rr)。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铁刀。 3. 设置刀点和换刀点
刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始,必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置,这一
位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点,所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定,所以,该点又称对刀
点。在编制程序时,要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值
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处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上,也可以设置在夹具上或机床上,为了提高零件的加工精度,对刀点应尽量设置
在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时,可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上,即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点,车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀是球头的球心,钻头是钻尖等。用手动对刀操作,对刀精度较低且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等,以减少对刀时间,提高对刀精度。加工过程中需要换刀时,应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置,换刀点应设 在工件或夹具的外部,以换刀时不碰工件及其它部件为准。 4. 数控加工切削用量的确定
数控编程时,编程员在选取切削用量时,一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度,选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。当然也可以凭经验,采用类比法去确定切削用量。不管用什么方法选取切削用量,都要保证刀具的耐用度能完成一个零件的加工,或保证刀具耐用度不低于一个工作班次,最小也不能低于半个班次的时间,确定了每道工序的切削用量后,并以指令的形式写入程序中。切削用量包括切削深度、切削宽度、主轴转速及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是: 粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
⑴切削深度t。
切削深度主要受机床刚度的制约,在机床刚度允许的情况下,切削深度应尽可能大,如果不受加工精度的限制,可以使切削深度等于零件的加工余量。
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这样可以减少走刀次数。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下,t就等于加工余量,这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度,一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
⑵切削宽度L。
一般L与刀具直径d成正比,与切削深度成反比。经济型数控加工中,一般L的取值范围为:L=(0.6~0.9)d。
⑶切削速度v。
切削速度快慢直接影响切削效率。若切削速度过小,则切削时间会加长,刀具无法发挥其功能;若切削速度太快,虽然可以缩短切削时间,但是刀具容易产生高热,影响刀具的寿命。决定切削速度的因素很多,概括起来有:刀具材料、工件材料、刀具的寿命、刀具的形状与冷却液的使用等。提高切削速度v也是提高生产率的一个措施,但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大,刀具耐用度急剧下降,故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外,切削速度与加工材料也有很大关系,例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时,v可采用8m/min左右;而用同样的立铣刀铣削铝合金时,v可选200m/min以上。
⑷主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。 计算公式为: v=πnd/1000
式中,d为刀具或工件直径(mm)。
数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关,可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
⑸进给速度vF
vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时,vF可选择得大些。
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在加工过程中,vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整,但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
在数控车床的操作过程中,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量,切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数,而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩),在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
随着数控机床在生产实际中的广泛应用,量化生产线的形成数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过 程中,要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此, 编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则,从而保 证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点,提高企 业的经济效益和生产水平。
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